- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
从化学原理和经济效益角度分析下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是（ ）
A海水
B海水
C海水
D海水
正确答案
解析
解：海水中含有镁离子，先将海水蒸发、浓缩得到含有镁离子的溶液，再向溶液中加入沉淀剂将Mg 2+转化为Mg（OH）2，加入的沉淀剂应该具有碱性且价格较廉价、来源丰富，贝壳中含有CaCO3且来源丰富，煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到Ca（OH）2，所以加入的沉淀剂是Ca（OH）2，将镁离子转化为Mg（OH）2；将Mg（OH）2溶于稀盐酸得到MgCl2，将MgCl2在HCl氛围中加热得到MgCl2固体，电解熔融MgCl2得到Mg，MgCl2（熔融）
故选D．
（2014秋•天津期末）我国海洋资源丰富，开发利用具有广阔前景．
（1）利用海水可制备氯气．
①制得的氯气，为便于储存，要将其液化[C12（g）⇌Cl2（l）]，应采取的措施是______（只写出一种措施）．
②液氯储存区贴有的说明卡如表（部分）：
用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用．______
若氯气泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯气和苯的反应明显加快，原因是______
（2）利用海水脱硫可解决燃煤排放SO2造成的环境问题，工艺流程如图：
①天然海水呈碱性，写出SO2与过量海水中OH-的反应的离子方程式．______
②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子，请写出氧化过程中H2SO3被氧化的化学方程式：______；氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合才能排放，该操作的主要目的是______
（3）工业从海水中提溴的过程如下：
海水
①通过热空气的目的是______
②溶液中的NaBr、NaBrO3用足量的硫酸处理后得到Br2单质，每生成1mol Br2转移电子的物质的量是______mol．
正确答案
解：（1）常温下，氯气为气体，降温 （或加压）可液化，转化为液体便于运输和储存，
故答案为：降温 （或加压）；
（3）①NaHSO3溶液与泄露的氯气发生氧化还原反应，离子反应为HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+，
故答案为：HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+；
②由在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快可知，铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用，
故答案为：铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用；
（2）①SO2与过量海水中OH-发生复分解反应生成亚硫酸钠和水，离子反应为SO2+2OH-═SO32-+H2O，
故答案为：SO2+2OH-═SO32-+H2O；
②H2SO3或HSO3-中的S显+4价，均可被O2氧化生成H+和SO42-，酸性会大大增强，H2SO3被氧化的化学方程式为：2H2SO3+O2=2H2SO4，氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放，主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H+），
故答案为：2H2SO3+O2=2H2SO4；中和经氧气氧化后海水中生成的酸【或中和酸；降低氧化后溶液的酸性】；
（3）①溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2，
故答案为：将Br2吹出；
②因Br-和BrO3-在酸性条件下发生归中反应生成Br2：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O，该反应中Br元素化合价由+5价、-1价变为0价，所以溴既是氧化产物也是还原产物，且有
故答案为：1.67．
解析
解：（1）常温下，氯气为气体，降温 （或加压）可液化，转化为液体便于运输和储存，
故答案为：降温 （或加压）；
（3）①NaHSO3溶液与泄露的氯气发生氧化还原反应，离子反应为HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+，
故答案为：HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+；
②由在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快可知，铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用，
故答案为：铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用；
（2）①SO2与过量海水中OH-发生复分解反应生成亚硫酸钠和水，离子反应为SO2+2OH-═SO32-+H2O，
故答案为：SO2+2OH-═SO32-+H2O；
②H2SO3或HSO3-中的S显+4价，均可被O2氧化生成H+和SO42-，酸性会大大增强，H2SO3被氧化的化学方程式为：2H2SO3+O2=2H2SO4，氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放，主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H+），
故答案为：2H2SO3+O2=2H2SO4；中和经氧气氧化后海水中生成的酸【或中和酸；降低氧化后溶液的酸性】；
（3）①溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2，
故答案为：将Br2吹出；
②因Br-和BrO3-在酸性条件下发生归中反应生成Br2：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O，该反应中Br元素化合价由+5价、-1价变为0价，所以溴既是氧化产物也是还原产物，且有
故答案为：1.67．
浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库，蕴藏着丰饶的矿产，是宝贵的化学资源，下图是海水加工的示意图，根据如图回答问题．
（1）海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有______（写出两种）．
（2）如图是从浓缩海水中提取溴的流程图．写出图中①②的化学式：①______，②______，吸收塔中发生的化学反应方程式为______．
（3）制备金属镁是通过电解熔融的MgC12，而不用MgO，其原因是______．
（4）食盐也是一种重要的化工原料，氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和C12．海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是______．电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，离子交换膜的作用是______．
（5）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用．一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（g）⇌4SiHCl3（g）．达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于氯碱工业，理论上需消耗纯NaCl的质量为______kg．
正确答案
解：（1）目前淡化海水的方法有多种，海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有：蒸馏法、电渗析法；
故答案为：蒸馏法、电渗析法；
（2）从浓缩海水中提取溴，先进行溴离子的氧化得到 溴单质，利用二氧化硫吸收溴单质的富集得到溴离子，最后再次用氯气氧化，吸收塔中发生的化学反应方程式为：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
故答案为：SO2；Cl2；SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
（3）MgO的熔点为2852℃、熔点高，电解时耗能高，所以工业上，电解熔融MgCl2冶炼金属镁；
故答案为：MgO熔点很高，会消耗大量电能；
（4）用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜，所以要用阳离子交换塔除去Mg2+、Ca2+；电解食盐水的产物有氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与氢氧化钠能反应，氢气与氯气也能反应，所以电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行；
故答案为：用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜；防止H2与C12混合发生爆炸，同时防止C1-进入阴极室，这样可以获得纯净的NaOH；
（5）反应方程式可知：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）⇌4SiHCl3（g）
起始量（mol） n 0
变化量（mol） 2x x 4x
平衡量（mol） n-2x 4x
则：4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H2O
2mol 1mol
解得：m（NaCl）=350g=0.35kg，
故答案为：0.35．
解析
解：（1）目前淡化海水的方法有多种，海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有：蒸馏法、电渗析法；
故答案为：蒸馏法、电渗析法；
（2）从浓缩海水中提取溴，先进行溴离子的氧化得到 溴单质，利用二氧化硫吸收溴单质的富集得到溴离子，最后再次用氯气氧化，吸收塔中发生的化学反应方程式为：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
故答案为：SO2；Cl2；SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
（3）MgO的熔点为2852℃、熔点高，电解时耗能高，所以工业上，电解熔融MgCl2冶炼金属镁；
故答案为：MgO熔点很高，会消耗大量电能；
（4）用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜，所以要用阳离子交换塔除去Mg2+、Ca2+；电解食盐水的产物有氯气、氢气和氢氧化钠，氯气与氢氧化钠能反应，氢气与氯气也能反应，所以电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行；
故答案为：用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜；防止H2与C12混合发生爆炸，同时防止C1-进入阴极室，这样可以获得纯净的NaOH；
（5）反应方程式可知：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）⇌4SiHCl3（g）
起始量（mol） n 0
变化量（mol） 2x x 4x
平衡量（mol） n-2x 4x
则：4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H2O
2mol 1mol
解得：m（NaCl）=350g=0.35kg，
故答案为：0.35．
如图为海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．过程①的提纯中过滤属于物理过程，但是除去镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子属于化学过程；过程②电解饱和食盐水获得了氯气和氢气两种单质，故A错误；
B．因MgCl2•6H2O受热生成Mg（OH）Cl和HCl气体等，直接灼烧得不到MgCl2，若要由MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2，为防止Mg2+发生水解，应在HCl气氛中进行，故B错误；
C．根据化学反应：2Br-+Cl2 =Br2 +2Cl-，每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2，故C正确；
D．过程①加入的药品顺序为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，如果再过滤沉淀前加入过量BaCl2溶液，稀盐酸不能除去氯化钡溶液，所以会产生杂质，故D错误；
故选C．
从海水制备金属镁的流程如图所示：
（1）为了节约成本，充分利用海滩资源，用贝壳经过一系列反应可以制得石灰乳，请写出有关反应的化学方程式：______；______．
（2）向石灰乳中加入MgCl2溶液，充分搅拌、过滤、洗涤．写出该反应的化学方程式：______．
（3）从熔点与硬度方面来看，镁合金与镁相比较，其特点有______．
正确答案
解：（1）贝壳的主要成份是碳酸钙，碳酸钙在高温条件下分解生成CaO与二氧化碳，可以制备氧化钙，反应方程式为：CaCO3
故答案为：CaCO3
（2）氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应：Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，
故答案为：Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2；
（3）合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属，④合金的硬度大，熔点低，所以从熔点与硬度方面来看，镁合金与镁相比较，其特点有熔点低，硬度大，
故答案为：熔点低，硬度大．
解析
解：（1）贝壳的主要成份是碳酸钙，碳酸钙在高温条件下分解生成CaO与二氧化碳，可以制备氧化钙，反应方程式为：CaCO3
故答案为：CaCO3
（2）氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应：Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，
故答案为：Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2；
（3）合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属，④合金的硬度大，熔点低，所以从熔点与硬度方面来看，镁合金与镁相比较，其特点有熔点低，硬度大，
故答案为：熔点低，硬度大．
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